有没有办法在 Python 中对 FITS 文件使用算术运算？

Posted 2023-02-23

【中文标题】有没有办法在 Python 中对 FITS 文件使用算术运算？

【英文标题】：Is there any way to use arithmetic ops on FITS files in Python?

【发布时间】：2020-05-09 23:52:41

【问题描述】：

我对 Python 还很陌生，我一直在尝试为 Python 重新创建一个有效的 IDL 程序，但我遇到了困难并且不断出错。我还没有找到解决方案。 该程序总共需要 4 个 FITS 文件（img 和校正图像 dark、flat1、flat2）。操作如下：

flat12 = (flat1 + flat2)/2

img1 = (img - dark)/flat12

上述文件的尺寸为 (1024,1024,1)。我已将它们的大小调整为 (1024,1024)，以便能够使用 im_show() 函数。

我也尝试过使用cv2.add()，但我明白了：

TypeError：参数“src1”的预期 Ptr

有什么解决方法吗？提前致谢。

【问题讨论】：

把它们变成 numpy 数组。 ***.com/questions/7762948/…

@shanecandoit 感谢您的建议，但它不处理 FITS 文件。我尝试使用线程中给出的方法，但是将 FITS 转换为 ndarray 会给我一个空元组或类“NoneType”。

只是一个我喜欢强调的概念性注释：一个不会对 FITS 文件进行算术运算（尽管我知道你问的意思；我不是在吹毛求疵）。我认为考虑数据和数据存储方法之间的概念差异很有用。 FITS 只是将阵列数据存储在磁盘文件中的一种方式（以及相关的元数据）。因此，您真正要考虑的是如何将存储在 FITS 文件中的数据读取为更通用的格式，并对其执行算术运算（在 Python 中，根据@saimn 的回答，“通用格式”是 Numpy 数组）跨度>

（甚至 Numpy 数组也是更高级别的抽象）

【参考方案1】：

要阅读您的 FITS 文件，请使用 astropy.io.fits: http://docs.astropy.org/en/latest/io/fits/index.html 这将为您提供 Numpy 数组（如果需要，还有 FITS 标头，有不同的方法可以做到这一点，如文档中所述），因此您可以执行以下操作：

>>> from astropy.io import fits
>>> img = fits.getdata('image.fits', ext=0) # extension number depends on your FITS files
>>> dark = fits.getdata('dark.fits') # by default it reads the first "data" extension
>>> darksub = img - dark
>>> fits.writeto('out.fits', darksub) # save output

如果您的数据有一个额外的维度，如 (1024,1024,1) 形状所示，并且如果您想删除该轴，您可以使用正常的 Numpy 数组切片语法：darksub = img[0] - dark[0]。 否则在上面的示例中，它将生成并保存 (1024,1024,1) 图像。

【讨论】：

请注意，此方法从 FITS 文件中提取数据并丢弃标头信息。数据（数组）和标头（一组键值对）之间的区别是您无法直接对 FITS 文件执行操作的部分原因。